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KR20130062254A - Cooling system for gas turbine load coupling - Google Patents

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KR20130062254A
KR20130062254A KR1020120138979A KR20120138979A KR20130062254A KR 20130062254 A KR20130062254 A KR 20130062254A KR 1020120138979 A KR1020120138979 A KR 1020120138979A KR 20120138979 A KR20120138979 A KR 20120138979A KR 20130062254 A KR20130062254 A KR 20130062254A
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필리포 비티
다니엘레 마르쿠치
로베르토 멀로
마르코 라제리
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누보 피그노네 에스피에이
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Abstract

PURPOSE: An effective cooling system for a gas turbine rod coupling is provided to design and arrange air flow which is enough to remove heat to circulate a rod-coupling guard. CONSTITUTION: A gas turbine(33) comprises a rod coupling(35), a gas turbine package(31), a rod-coupling guard(65), and air channel rings for cooling(59,61,63). The rod coupling connects the gas turbine and a rod(37). The gas turbine package comprises a turbo machine compartment(55) which accommodates the gas turbine. The rod-coupling guard surrounds at least a part of the rod coupling. The air channel rings for cooling are designed and arranged to circulate the cooling air flow which is enough to remove heat from the rod coupling from a cooling air circulation system into the rod-coupling guard.

Description

가스 터빈 로드 커플링용 냉각 시스템{COOLING SYSTEM FOR GAS TURBINE LOAD COUPLING}Cooling system for gas turbine rod coupling {COOLING SYSTEM FOR GAS TURBINE LOAD COUPLING}

본 발명은 일반적으로 가스 터빈, 특히 비제한적인 예로서 항공전용(aeroderivative) 가스 터빈과 같은 가스 터빈에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 발전, 천연 가스 액화 또는 유사한 산업상 적용을 위한 항공전용 가스 터빈의 산업상 적용에 관한 것이다. The present invention generally relates to gas turbines, in particular gas turbines, such as, but not limited to, aeroderivative gas turbines. More specifically, the present invention relates to the industrial application of aeronautical gas turbines for power generation, natural gas liquefaction or similar industrial applications.

항공전용 가스 터빈은 기계적 구동 적용을 위한 전원으로서 뿐만 아니라 산업 플랜트, 파이프라인, 해상 플랫폼, LNG 적용 등을 위한 발전에서 널리 사용된다. Aerospace gas turbines are widely used in power generation for mechanical drive applications, as well as in power generation for industrial plants, pipelines, offshore platforms, LNG applications.

도 1은 가스 터빈과 상기 가스 터빈에 의해 기계적으로 구동되는 로드(load)를 구비하는 시스템의 개략도이다. 보다 구체적으로, 도 1의 개략도에서, 도면부호 1은 천연 가스 액화 라인용 압축기 또는 압축기 트레인과 같은 로드(3)를 구동시키는 가스 터빈을 나타낸다. 가스 터빈(1)은 로드 커플링(5)에 의해 로드(3)에 연결된다. 로드 커플링(5)은 샤프트(7) 및 조인트(9)를 포함한다. 도 1의 예에서, 가스 터빈(1)에 의해 회전 구동되는 샤프트(7)는 기어 박스(11)에 연결된다. 기어 박스(11)는 기어 박스(11)의 출력 샤프트(13)에 의해 로드(3)에 연결된다. 로드(3)는 예를 들어 압축기 또는 발전기와 같은 단일의 회전 기계 또는 세트로 구성된 다수의 회전 기계를 동일 샤프트 상에 구비할 수 있다. 터빈(1)에 의해 구동되는 두 개의 인접한 회전 기계 사이에는 추가 기어 박스가 배치될 수 있다. 1 is a schematic diagram of a system having a gas turbine and a load mechanically driven by the gas turbine. More specifically, in the schematic diagram of FIG. 1, reference numeral 1 denotes a gas turbine for driving a rod 3, such as a compressor or compressor train, for a natural gas liquefaction line. The gas turbine 1 is connected to the rod 3 by a rod coupling 5. The rod coupling 5 comprises a shaft 7 and a joint 9. In the example of FIG. 1, the shaft 7 which is rotationally driven by the gas turbine 1 is connected to the gear box 11. The gear box 11 is connected to the rod 3 by an output shaft 13 of the gear box 11. The rod 3 may be provided on the same shaft with a number of rotating machines consisting of a single rotating machine or set, for example a compressor or a generator. An additional gear box can be arranged between two adjacent rotary machines driven by the turbine 1.

가스 터빈(1)은 가스 발생기(15) 및 파워 터빈(17)을 포함한다. 가스 발생기(15)는 압축기(19), 연소실(21) 및 고압 터빈(23)을 순차적으로 포함한다. 압축기(19)에 진입하는 공기는 고압으로 압축되며 액체상 또는 기체상 연료와 함께 연소실(21)에 추가된다. 압축된 고온 연소 가스는 먼저, 내부 샤프트(25)를 통해서 압축기(19)에 연결되는 고압 터빈(23) 내에서 팽창된다. 고압 터빈(23) 내에서의 연소 가스의 팽창은 기계적 파워를 발생시키며, 이는 압축기(19)를 회전 구동시킨다. 고압 터빈(23)을 빠져나가는 부분적으로 팽창된 연소 가스는 파워 터빈(17)에 진입하고 추가로 팽창되어 기계적 파워를 발생시키며, 이는 로드 커플링(5)을 통해서 로드(3)를 구동시킨다. 배기 연소 가스는 수집기-확산기에 의해 수집되고 배출 라인(27)을 통해서 배출된다. The gas turbine 1 includes a gas generator 15 and a power turbine 17. The gas generator 15 sequentially includes a compressor 19, a combustion chamber 21, and a high pressure turbine 23. The air entering the compressor 19 is compressed to high pressure and added to the combustion chamber 21 with liquid or gaseous fuel. The compressed hot combustion gas is first expanded in the high pressure turbine 23, which is connected to the compressor 19 via the inner shaft 25. Expansion of the combustion gas in the high pressure turbine 23 generates mechanical power, which drives the compressor 19 to rotate. The partially expanded combustion gas exiting the high pressure turbine 23 enters the power turbine 17 and is further expanded to generate mechanical power, which drives the rod 3 through the rod coupling 5. The exhaust combustion gas is collected by the collector-diffuser and discharged through the discharge line 27.

도 1에 도시된 예에서, 가스 터빈은 단일 샤프트 가스 터빈, 즉 단일의 내부 샤프트(25)가 고압 터빈(23)을 가스 발생기(15)의 압축기(19)에 연결시키는 가스 터빈이다. 때로는 저압 터빈으로도 명명되는 파워 터빈은, 가스 발생기(15)가 파워 터빈(17)과 다른 속도로 독립적으로 회전할 수 있도록 내부 샤프트(25)와 별개인 샤프트에 의해 지지된다. 다른 가스 터빈 실시예는 상이한 개수의 내부 샤프트를 제공하며 가스 발생기는 상이한 개수의 압축기 및 이들 압축기를 구동하는 터빈을 포함할 수 있다. In the example shown in FIG. 1, the gas turbine is a single shaft gas turbine, ie a gas turbine in which a single inner shaft 25 connects the high pressure turbine 23 to the compressor 19 of the gas generator 15. The power turbine, sometimes also referred to as low pressure turbine, is supported by a shaft separate from the inner shaft 25 so that the gas generator 15 can rotate independently at a speed different from the power turbine 17. Other gas turbine embodiments provide different numbers of internal shafts and gas generators may include different numbers of compressors and turbines driving these compressors.

이들 터빈은 통상적으로 항공전용 터빈이다. These turbines are typically aviation only turbines.

도 1의 예시적 실시예에서, 로드(3)는 로드 커플링(5)을 통해서 가스 터빈(1)의 소위 고온 단부에 연결되는 바, 즉 압축기(19) 측에 해당하는 저온 단부와 구별되도록 파워 터빈(17)이 배치되는 가스 터빈 측에 연결된다. In the exemplary embodiment of FIG. 1, the rod 3 is connected to the so-called hot end of the gas turbine 1 via the rod coupling 5, ie to distinguish it from the cold end corresponding to the compressor 19 side. It is connected to the gas turbine side in which the power turbine 17 is arrange | positioned.

로드 커플링(5)은 가스 터빈(1)의 고온 단부에서 고온으로 인한 온도 변형을 겪는다. 샤프트(7)의 열 변형은 감소되어야 하는 바, 즉 파워 터빈(17) 또는 로드 측에 배치된 기계류의 로드 베어링, 즉 기어 박스(11)(존재할 경우) 및/또는 가스 터빈(1)에 의해 구동되는 회전 기계(3)의 베어링을 손상시키는 샤프트(7)의 열 팽창을 방지하기 위한 조치가 취해져야 한다. 공통적으로 취해지는 조치는 샤프트의 열 팽창을 보상할 수 있는 조인트를 배치하는 것을 포함한다. 그럼에도 불구하고 샤프트의 열 팽창은 조인트의 양쪽에 있는 베어링 상에, 즉 터빈 베어링 및 기어박스 또는 회전 기계 베어링 상에 축방향 힘을 발생시킨다. The rod coupling 5 undergoes temperature deformation due to the high temperature at the hot end of the gas turbine 1. The thermal deformation of the shaft 7 should be reduced, i.e. by means of the power turbine 17 or the rod bearings of the machinery arranged on the rod side, ie the gear box 11 (if present) and / or the gas turbine 1 Measures must be taken to prevent thermal expansion of the shaft 7 which damages the bearing of the driven rotary machine 3. Commonly taken measures include placing joints that can compensate for thermal expansion of the shaft. Nevertheless, the thermal expansion of the shaft generates axial forces on the bearings on both sides of the joint, ie on the turbine bearings and the gearbox or rotary machine bearings.

일본 공개 특허 제 2000-291446 호(특허문헌 1)는 로드 커플링 상에 장착되는 팬 블레이드를 구비하는 로드-커플링 냉각 시스템을 갖는 가스 터빈을 개시하고 있다. 팬 블레이드는 로드 커플링에 의해 회전 구동되며, 로드 커플링을 둘러싸는 가드를 통해서 주위 환경으로부터 냉각 공기의 스트림을 발생시킨다. 로드 커플링에 의해 구동되는 팬 블레이드의 사용은 로드 커플링을 냉각시키기 위한 추가적인 압축기 또는 팬이 필요없게 만든다. 그러나, 블레이드는 로드 커플링의 회전역학적 거동을 변형시키고, 그 정확한 작동에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 회전 부품 및 관련 지지체의 동적 응력, 진동 및 잠재적 손상을 초래할 수 있다. JP 2000-291446 A (Patent Document 1) discloses a gas turbine having a rod-coupled cooling system having a fan blade mounted on a rod coupling. The fan blades are rotationally driven by the rod coupling and generate a stream of cooling air from the surrounding environment through a guard surrounding the rod coupling. The use of fan blades driven by the rod coupling eliminates the need for additional compressors or fans to cool the rod coupling. However, blades can deform the kinematic behavior of the rod coupling, negatively affect its correct operation, and lead to dynamic stresses, vibrations and potential damage of the rotating parts and associated supports.

일본 공개 특허 제 2000-291446 호 공보Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-291446

따라서, 보다 효과적인 로드-커플링 냉각 시스템이 요구된다. Thus, there is a need for more effective rod-coupling cooling systems.

후술하듯이, 본 발명의 일부 실시예를 참조하면, 가스 터빈과 로드를 연결하는 로드 커플링의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 체적으로 냉각용 공기의 스트림을 송출하기 위한 특히 효과적인 구조가 제공되고, 로드 커플링으로부터 열이 강제 공기 대류에 의해 능동적으로 제거되며, 따라서 로드 연결부의 열 변형이 감소되고 이로 인해 터빈 및 로드 베어링에 대한 축방향 로드가 감소된다. As will be described below, with reference to some embodiments of the present invention, a particularly effective structure for delivering a stream of cooling air at least partially surrounding at least a portion of a rod coupling connecting a gas turbine and a rod is provided. Therefore, heat from the rod coupling is actively removed by forced air convection, thus reducing the thermal deformation of the rod connection and thereby reducing the axial load on the turbine and the rod bearing.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 가스 터빈이 제공되며, 상기 가스 터빈은 적어도 압축기; 파워 터빈; 가스 터빈을 로드에 연결시키는 로드 커플링; 상기 로드 커플링을 적어도 부분적으로 둘러싸는 로드-커플링 가드; 상기 로드 커플링으로부터 열을 제거하기에 충분한 냉각용 공기 유동을 상기 로드-커플링 가드 내로 순환시키도록 설계 및 배열되는 냉각용 공기 채널링을 포함한다. 로드-커플링 가드 내에 제공되는 강제 공기 대류는 로드 커플링으로부터 열을 제거하고 로드 커플링을 낮은 온도로 유지하며, 따라서 로드 커플링의 전체 열 변형을 감소시킨다. 이와 같이, 로드 베어링의 열 팽창에 의해 발생되는 축방향 로드는 또한, 가스 터빈이 가스 터빈의 고온 단부에서의, 즉 압축기 측보다는 파워 터빈 측에서의 상기 로드 커플링을 거쳐서 로드에 연결될 때 감소된다. According to some embodiments of the invention, a gas turbine is provided, the gas turbine comprising at least a compressor; Power turbine; A rod coupling connecting the gas turbine to the rod; A rod-coupling guard at least partially surrounding the rod coupling; Cooling air channeling designed and arranged to circulate a cooling air flow into the rod-coupling guard sufficient to remove heat from the rod coupling. Forced air convection provided in the rod-coupling guard removes heat from the rod coupling and keeps the rod coupling at a low temperature, thus reducing the overall thermal strain of the rod coupling. As such, the axial load generated by thermal expansion of the rod bearing is also reduced when the gas turbine is connected to the rod at the hot end of the gas turbine, ie via the rod coupling at the power turbine side rather than at the compressor side.

보다 구체적으로, 본 발명은 압축기, 파워 터빈, 및 가스 터빈을 로드(37)에 연결하는 로드 커플링을 포함하는 가스 터빈을 제공한다. 가스 터빈을 수용하는 터보기계 구획실로 구성되는 가스 터빈 패키지도 제공된다. 로드 커플링 주위에는 상기 로드 커플링을 적어도 부분적으로 둘러싸기 위해 로드-커플링 가드가 배치된다. 냉각용 공기 순환 시스템은 터보기계 구획실로 냉각용 공기를 순환시키도록 배열 및 구성된다. 냉각용 공기 순환 시스템은 터보기계 케이싱, 즉 압축기 및 그 안에 배치된 터빈(들)의 케이싱을 냉각시키기 위해 신선한 주위 공기를 터보기계 구획실 내로 송출한다. 추가로, 로드 커플링을 냉각시키기 위한 냉각용 공기 채널링도 제공된다. 냉각용 공기 채널링은 냉각용 공기 순환 시스템으로부터 취한 냉각용 공기 유동을 로드-커플링 가드 내로 순환시키도록 설계 및 배열된다. 로드-커플링 가드 내로 순환되는 공기 유동은 상기 로드 커플링으로부터 열을 제거하고 그 열 응력 및 기계적 응력을 제거하기에 충분하다. 일부 실시예에서, 냉각용 공기 채널링은 냉각용 공기 순환 시스템에 의해 송출되는 주위 공기의 일부를 터보기계 구획실의 상류에서, 즉 신선한 주위 공기가 터보기계 구획실에 진입하기 전에 분기시키도록 설계 및 구성된다. 냉각용 공기 채널링에 의해 로드-커플링 가드를 향해 송출되는 공기는 따라서 거의 대기 온도이며, 따라서 로드 커플링의 냉각 개선이 달성된다. More specifically, the present invention provides a gas turbine comprising a compressor, a power turbine, and a rod coupling connecting the gas turbine to the rod 37. A gas turbine package is also provided which consists of a turbomachine compartment containing a gas turbine. A rod-coupling guard is arranged around the rod coupling to at least partially surround the rod coupling. The cooling air circulation system is arranged and configured to circulate the cooling air to the turbomachine compartment. The cooling air circulation system delivers fresh ambient air into the turbomachine compartment to cool the turbomachine casing, ie the casing of the compressor and turbine (s) disposed therein. In addition, cooling air channeling for cooling the rod coupling is also provided. The cooling air channeling is designed and arranged to circulate the cooling air flow taken from the cooling air circulation system into the rod-coupling guard. Air flow circulated into the rod-coupling guard is sufficient to remove heat from the rod coupling and to remove its thermal and mechanical stresses. In some embodiments, the cooling air channeling is designed and configured to branch a portion of the ambient air discharged by the cooling air circulation system upstream of the turbomachine compartment, ie, before fresh ambient air enters the turbomachine compartment. . The air sent out to the rod-coupling guard by the cooling air channeling is thus almost at ambient temperature, so that a cooling improvement of the rod coupling is achieved.

단일의 공기 강제이동 장치는 냉각용 공기를 터보기계 구획실 내로 및 상기 로드-커플링 가드 내의 냉각용 공기 채널링을 통해서 강제이동시키도록 배열 및 설계될 수 있다. 따라서 터보기계 케이싱 및 로드 커플링 양자의 냉각을 수행하기 위해 제한된 개수의 보조 설비를 갖는 간단한 구조가 요구된다. 시스템의 효율이 개선되고, 그 전체 신뢰도가 향상된다. 보다 콤팩트한 배열도 달성된다. 터보기계 냉각을 위해 제공되는 동일한 공기 강제이동 장치에 의해 로드 커플링 주위의 냉각용 공기 유동이 발생되기 때문에, 로드 커플링에 냉각용 공기를 송출하기 위한 별도의 공기 강제이동 장치가 필요없을 수 있다. 또한, 전술한 종래 기술에서와 같이 로드 커플링 상에 팬 블레이드를 장착할 필요도 전혀 없다. A single air forced movement device can be arranged and designed to force the cooling air into the turbomachine compartment and through the cooling air channeling in the rod-coupling guard. Therefore, a simple structure with a limited number of auxiliary facilities is required to perform cooling of both the turbomachine casing and the rod coupling. The efficiency of the system is improved, and the overall reliability thereof is improved. More compact arrangements are also achieved. Since the cooling air flow around the rod coupling is generated by the same air forced movement device provided for turbomachine cooling, there may be no need for a separate air forced movement device to deliver cooling air to the rod coupling. . In addition, there is no need to mount a fan blade on the rod coupling as in the prior art described above.

일부 실시예에서는, 공기 흡입 라인 또는 덕트가 냉각용 공기 순환 시스템 및 상기 냉각용 공기 채널링과 유체 연통하도록 제공 및 배열될 수 있다. 공기 흡입 라인은 그 입구에 필터 장치가 제공될 수 있다. 필터 장치는 터보기계 케이싱을 냉각하는데 필요한 주위 공기뿐 아니라 로드 커플링을 냉각하는데 필요한 주위 공기를 모두 필터링한다. 별도의 필터 장치가 전혀 필요하지 않다. 일부 실시예에서, 공기 흡입 라인은 공기 흡입 플리넘과 유체 연통하며, 상기 공기 흡입 플리넘으로부터 연소 공기가 가스 터빈의 가스 발생기의 압축기에 진입한다. 이는 단일 필터 장치가 전체 냉각용 공기 유동뿐 아니라 연소 공기 유동을 필터링하므로 시스템의 효율을 더 개선시키고 그 비용을 절감한다. In some embodiments, an air intake line or duct may be provided and arranged to be in fluid communication with the cooling air circulation system and the cooling air channeling. The air intake line may be provided with a filter device at its inlet. The filter arrangement filters both the ambient air required to cool the turbomachine casing as well as the ambient air required to cool the rod coupling. No separate filter device is needed. In some embodiments, the air intake line is in fluid communication with the air intake plenum, from which combustion air enters the compressor of the gas generator of the gas turbine. This further improves the efficiency of the system and reduces its cost since a single filter device filters the combustion air flow as well as the overall cooling air flow.

본 명세서에 개시된 본 발명에 따른 가스 터빈의 추가적인 실시예 및 유리한 특징은 이하에서 기술된다. Further embodiments and advantageous features of the gas turbine according to the invention disclosed herein are described below.

일부 바람직한 실시예에서, 가스 터빈은 항공전용 가스 터빈이다. 가스 터빈은 단일-샤프트 가스 터빈, 즉 압축기가 고압 가스 터빈에 의해 기계적으로 구동되고 압축기와 고압 가스 터빈이 공통 샤프트 상에 지지되는 가스 터빈일 수 있다. 압축기와 고압 가스 터빈은 가스 발생기를 형성한다. 고압 터빈을 빠져나가는 배기 연소 가스는 파워 터빈에서 추가로 팽창된다. 파워 터빈은 독립 샤프트 상에 지지되며, 로드를 회전 구동시킨다. 일부 실시예에서는, 파워 터빈과 로드 사이에 기어 박스가 배치된다. In some preferred embodiments, the gas turbine is an aerospace gas turbine. The gas turbine may be a single-shaft gas turbine, ie a gas turbine in which the compressor is mechanically driven by a high pressure gas turbine and the compressor and the high pressure gas turbine are supported on a common shaft. The compressor and the high pressure gas turbine form a gas generator. The exhaust combustion gases exiting the high pressure turbine are further expanded in the power turbine. The power turbine is supported on an independent shaft and drives the rod in rotation. In some embodiments, a gear box is disposed between the power turbine and the rod.

다른 실시예에서, 가스 터빈은, 두 개 또는 세 개의 압축기 및 두 개 또는 세 개의 터빈을 포함하고 동축 샤프트가 터빈과 샤프트를 상호 연결하는 듀얼-샤프트 또는 3-샤프트 가스 터빈일 수 있다. In another embodiment, the gas turbine may be a dual- or three-shaft gas turbine comprising two or three compressors and two or three turbines, the coaxial shaft interconnecting the turbine and the shaft.

압축기와 터빈의 개수 및 동축 샤프트의 개수에 관계없이, 파워 터빈, 즉 로드를 구동하기 위한 파워를 제공하는 터빈과 로드 사이에는 로드 커플링이 제공되며, 로드와 파워 터빈을 상이한 회전 속도로 구동시키기 위한 기어 박스가 개재될 수 있다. 로드 커플링은 보통 적어도 하나의 샤프트와 하나 이상의 조인트를 포함한다. 샤프트는 상호 연결되는 하나 이상의 샤프트 섹션 또는 샤프트 부분으로 구성될 수 있다. Regardless of the number of compressors and turbines and the number of coaxial shafts, a load coupling is provided between the power turbine, ie the turbine providing the power to drive the rod, and to drive the rod and the power turbine at different rotational speeds. May be interposed therefor. The rod coupling usually includes at least one shaft and one or more joints. The shaft may consist of one or more shaft sections or shaft portions that are interconnected.

일부 실시예에서, 로드 커플링 및 로드-커플링 가드는 상기 로드 커플링 및 로드-커플링 가드를 적어도 부분적으로 둘러싸는 배기 가스 플리넘(plenum) 또는 배기 수집기-확산기 조립체를 통해서 연장된다. 배기 수집기-확산기 조립체는 가스 터빈의 축 주위에서 전개되며, 배기 팽창된 연소 가스를 수집하여 환경 중에 방출하거나, 팽창된 고온의 연소 가스를 예를 들어 열병합 발전소의 증기 터빈 또는 다른 섹션을 향해서 이송한다. In some embodiments, the rod coupling and rod-coupling guard extend through an exhaust gas plenum or exhaust collector-diffuser assembly that at least partially surrounds the rod coupling and rod-coupling guard. The exhaust collector-diffuser assembly is deployed around the axis of the gas turbine and collects and expands the exhaust expanded combustion gas into the environment, or delivers the expanded hot combustion gas, for example towards a steam turbine or other section of a cogeneration plant. .

일부 실시예에서, 가스 터빈은 상기 가스 터빈을 수용하는 터보기계 구획실(compartment)로 이루어진 가스 터빈 패키지 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 일부 실시예에서는, 냉각용 공기를 터보기계 구획실로 순환시키기 위해 공기 순환 시스템이 추가로 제공된다. 로드 구획실은 터보기계 구획실의 하류에 배치되는 것이 바람직하다. 로드 구획실은 터보기계 구획실의 일 측에 배치된다. 가스 터빈의 압축기 내의 공기 및 터보기계 구획실 내의 공기가 터보기계 케이싱의 외부를 냉각시킬 수 있도록 터보기계 구획실의 대향 측에는 대향 공기 흡입 플리넘이 배치된다. 가스 터빈과 로드를 연결하는 로드 커플링은 로드 구획실을 통해서 연장되는 것이 바람직하다. 로드-커플링 가드는 냉각용 공기 순환 시스템 또는 기타 전용 공급원으로부터 공기를 받아들일 수 있다. In some embodiments, the gas turbine is at least partially disposed in a gas turbine package consisting of a turbomachine compartment containing the gas turbine. In some embodiments, an air circulation system is further provided for circulating cooling air to the turbomachine compartment. The rod compartment is preferably arranged downstream of the turbomachine compartment. The rod compartment is arranged on one side of the turbomachine compartment. Opposite air intake plenums are arranged on opposite sides of the turbomachine compartment so that air in the gas turbine compressor and air in the turbomachine compartment cools the exterior of the turbomachine casing. The rod coupling connecting the gas turbine and the rod preferably extends through the rod compartment. The rod-coupling guard may receive air from a cooling air circulation system or other dedicated source.

냉각용 공기 채널링은 공기 포트를 포함할 수 있으며, 상기 냉각용 공기 순환 시스템으로부터의 냉각용 공기는 강제 순환된다. 적어도 제 1 환기 덕트가 상기 공기 포트를 상기 로드-커플링 가드에 유체식으로 연결하고, 일부 실시예에서는 상기 로드 구획실 내로 강제 공기 순환이 가능하도록 제 2 환기 덕트 및 경우에 따라서 제 3 환기 덕트가 로드 구획실과 유체 연통하여 제공된다. The cooling air channeling may comprise an air port, wherein cooling air from the cooling air circulation system is forcedly circulated. At least a first ventilation duct fluidly connects the air port to the rod-coupling guard, and in some embodiments, a second ventilation duct and, optionally, a third ventilation duct, to enable forced air circulation into the rod compartment. It is provided in fluid communication with the rod compartment.

로드-커플링 가드는 양 단부에서 개방 종료될 수 있으며, 따라서 로드-커플링 가드에 의해 획정(delimit)된 체적 내에서 강제 순환되는 공기는 로드-커플링 가드의 양 단부에서 빠져나갈 수 있다. 이는 로드 커플링의 냉각을 로드-커플링 가드의 외부로 연장되는 부분에서도 향상시킨다. The rod-coupling guard may end open at both ends, so that air forcedly circulated within the volume delimited by the rod-coupling guard may exit at both ends of the rod-coupling guard. This improves the cooling of the rod coupling even in parts extending out of the rod-coupling guard.

추가 양태에 따르면, 본 명세서에 개시된 요지는 가스 터빈 내의 로드 커플링에 대한 열 및 기계적 응력을 감소시키는 방법에 관한 것이며, 상기 가스 터빈은 적어도 압축기; 파워 터빈; 및 상기 가스 터빈을 로드에 연결하는 로드 커플링을 포함한다. 일부 실시예에 따르면, 상기 방법은 냉각용 공기를 상기 로드 커플링 주위로 강제 이동시킴으로써 로드로부터 열을 제거하는 단계를 포함한다. According to a further aspect, the subject matter disclosed herein relates to a method of reducing thermal and mechanical stress on a rod coupling in a gas turbine, the gas turbine comprising at least a compressor; Power turbine; And a rod coupling connecting the gas turbine to the rod. According to some embodiments, the method includes removing heat from the rod by forcibly moving cooling air around the rod coupling.

일부 실시예에서는, 가스 터빈 내의 로드 커플링에 대한 열 및 기계적 응력을 감소시키기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 유리하게 하기 단계들을 포함한다: 가스 터빈의 케이싱을 냉각시키기 위해 냉각용 공기 스트림을 발생시키는 단계; 상기 냉각용 공기 스트림의 일부를 가스 터빈이 배치되는 터보기계 구획실의 상류에서 분기시키는 단계; 및 상기 로드 커플링으로부터 열을 제거하기 위해 냉각용 공기 스트림의 상기 일부를 가스 터빈을 로드에 연결시키는 로드 커플링 주위로 강제이동시키는 단계. In some embodiments, a method is provided for reducing thermal and mechanical stresses on a rod coupling in a gas turbine. The method advantageously comprises the following steps: generating a cooling air stream to cool the casing of the gas turbine; Branching a portion of the cooling air stream upstream of a turbomachine compartment in which a gas turbine is disposed; And forcing the portion of the cooling air stream around a rod coupling connecting a gas turbine to the rod to remove heat from the rod coupling.

일부 실시예에서, 상기 방법은, 로드 커플링을 적어도 부분적으로 둘러싸는 한정된 체적을 형성하는 단계; 및 상기 한정된 체적 내에서 냉각용 공기를 강제 순환시켜 로드 커플링으로부터 열을 제거하는 단계를 포함한다. 열 팽창이 로드 커플링의 상기 섹션에 집중되기 때문에 열은 대개 로드 커플링의 한 부분, 즉 가스 터빈의 고온 단부에 가장 가까운 부분으로부터만 제거되는 것을 알아야 한다. In some embodiments, the method includes forming a defined volume that at least partially surrounds the rod coupling; And forcibly circulating cooling air within the confined volume to remove heat from the rod coupling. It should be noted that heat is usually removed only from one part of the rod coupling, i.e. the closest to the hot end of the gas turbine, because thermal expansion is concentrated in this section of the rod coupling.

본 명세서에 개시된 요지의 예시적 실시예에서, 상기 방법은, 로드 커플링을 적어도 부분적으로 둘러싸는 로드-커플링 가드를 배치하는 단계로서, 상기 한정된 체적은 로드-커플링 가드에 의해 적어도 부분적으로 획정되는 단계; 및 냉각용 공기를 상기 로드 커플링과 상기 로드-커플링 가드 사이에서 강제 순환시킴으로써 상기 로드 커플링으로부터 열을 제거하는 단계를 포함한다. In an exemplary embodiment of the presently disclosed subject matter, the method includes disposing a rod-coupling guard at least partially surrounding the rod coupling, wherein the defined volume is at least partially by the rod-coupling guard. A step of defining; And removing heat from the rod coupling by forcibly circulating cooling air between the rod coupling and the rod-coupling guard.

추가 실시예에서, 상기 방법은 상기 파워 터빈과 대면하는 상기 로드-커플링 가드의 적어도 제 1 단부에서 냉각용 공기가 한정된 체적으로부터 빠져나가게 하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 따라서 상기 로드-커플링 가드의 상기 제 1 단부에서 상기 한정된 체적을 빠져나가는 냉각용 공기의 스트림이 상기 파워 터빈을 향한다. 일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 파워 터빈과 대면하는 상기 로드-커플링 가드의 적어도 제 2 단부에서 냉각용 공기가 상기 한정된 체적으로부터 빠져나가게 하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 따라서 상기 로드-커플링 가드의 상기 제 2 단부에서 상기 한정된 체적을 빠져나가는 냉각용 공기의 스트림이 상기 파워 터빈으로부터 상기 로드를 향한다. 로드-커플링 가드의 제 2 단부는 환경을 향하여, 즉 터빈 패키지 외부에서 개방될 수 있다. In a further embodiment, the method may further comprise causing cooling air to escape from the defined volume at at least a first end of the rod-coupling guard facing the power turbine, thus the rod-couple At the first end of the ring guard a stream of cooling air exiting the confined volume is directed to the power turbine. In some embodiments, the method may further comprise causing cooling air to escape from the confined volume at at least a second end of the rod-coupling guard facing the power turbine, and thus the rod- A stream of cooling air exiting the defined volume at the second end of the coupling guard is directed from the power turbine to the rod. The second end of the rod-coupling guard may be open towards the environment, ie outside the turbine package.

일부 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법은, 가스 터빈을 가스 터빈 패키지 내에 배열하는 단계; 상기 가스 터빈의 케이싱을 냉각하기 위해 냉각용 공기 스트림을 발생시키는 단계; 상기 냉각용 공기 스트림의 일부를 로드 커플링을 부분적으로 둘러싸는 한정된 체적을 향해 이탈시키는 단계를 포함한다. According to some exemplary embodiments, the method includes arranging a gas turbine in a gas turbine package; Generating a cooling air stream to cool the casing of the gas turbine; Leaving a portion of the cooling air stream toward a defined volume that partially surrounds the rod coupling.

가스 터빈 패키지는 대개, 가스 터빈과 로드 사이에 로드 구획실을 더 포함한다. 로드 커플링 및 상기 로드 커플링을 둘러싸는 한정된 체적은 상기 로드 구획실 내에 적어도 부분적으로 배열될 수 있으며, 냉각용 공기는 또한 부분적으로 상기 한정된 체적 내에서 그리고 부분적으로 상기 로드 구획실로 순환될 수 있다. The gas turbine package usually further includes a rod compartment between the gas turbine and the rod. The rod coupling and the defined volume surrounding the rod coupling may be arranged at least partially in the rod compartment, and the cooling air may also be circulated in part and in part of the defined volume.

특징부 및 실시예가 이하에서 기술되며, 이는 본 명세서의 일부를 구성하는 청구범위에 추가로 제시되어 있다. 상기 간단한 설명은 후술하는 상세한 설명이 더 잘 이해될 수 있도록 또한 당해 기술분야에 대한 본 발명의 기여가 더 잘 이해될 수 있도록 본 발명의 다양한 실시예의 특징을 나타내고 있다. 물론 후술되고 청구범위에 제시될 본 발명의 다른 특징도 존재한다. 이와 관련하여, 본 발명의 여러 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 다양한 실시예는 그 적용에 있어서 하기 설명에 나타나거나 도면에 도시되는 구성요소의 배치 및 구조의 상세에 한정되지 않음을 알아야 한다. 본 발명은 다른 실시예일 수 있으며, 다양한 방식으로 실행 및 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용되는 문구와 용어는 설명을 위한 것이지 제한적인 것으로 간주되지 않아야 함을 알아야 한다. Features and embodiments are described below, which are further set forth in the claims, which form part of this specification. The above brief description illustrates the features of various embodiments of the present invention in order that the detailed description that follows may be better understood and in order that the contribution of the present invention to the art may be better understood. Of course, there are other features of the present invention which will be described below and set forth in the claims. In this regard, before describing the various embodiments of the present invention in detail, it should be understood that various embodiments of the present invention are not limited to the details of arrangement and structure of components shown in the following description or shown in the drawings in their application. do. The invention may be other embodiments and may be practiced and carried out in various ways. Also, it is to be understood that the phraseology and terminology used herein is for the purpose of description and should not be regarded as limiting.

따라서, 당업자는 본 발명의 기초가 되는 개념이 본 발명의 여러 목적을 수행하기 위한 다른 구조, 방법 및/또는 시스템을 설계하기 위한 기초로서 쉽게 활용될 수 있음을 알 것이다. 따라서, 청구범위가 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 이러한 균등한 구성을 포함하는 것으로 간주됨은 중요하다. Thus, those skilled in the art will appreciate that the concepts underlying the present invention can be readily utilized as a basis for designing other structures, methods and / or systems for carrying out the various purposes of the present invention. Therefore, it is important that the claims be considered to include such equivalent constructions without departing from the spirit and scope of the invention.

본 발명의 개시된 실시예 및 그 여러가지 부수적인 장점에 대한 보다 완벽한 이해는, 첨부 도면과 관련하여 기술되는 하기 상세한 설명을 참조함으로써 쉽게 달성될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 가스 터빈 및 압축기 구조의 도시도이다.
도 2는 본 발명의 요지를 구체화하는 가스 터빈 및 압축기 구조의 도시도이다.
도 3은 도 2의 구조의 수직 평면을 따른 개략 단면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가스 터빈 및 로드 구조의 추가 실시예의 도시도이다.
A more complete understanding of the disclosed embodiments and their various attendant advantages will be readily apparent by reference to the following detailed description set forth in conjunction with the accompanying drawings.
1 shows a gas turbine and compressor structure according to the prior art.
2 is a diagram illustrating a gas turbine and compressor structure embodying the gist of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view along the vertical plane of the structure of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in Fig.
5 shows a further embodiment of a gas turbine and rod structure according to the invention.

예시적 실시예에 대한 하기 상세한 설명은 첨부 도면을 참조한다. 여러 도면에서 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다. 추가로, 도면은 반드시 실척으로 도시되지는 않는다. 또한, 하기 상세한 설명은 본 발명을 제한하지 않는다. 대신에, 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 한정된다. DETAILED DESCRIPTION The following detailed description of the exemplary embodiments refers to the accompanying drawings. Like reference symbols in the various drawings indicate like elements. In addition, the drawings are not necessarily drawn to scale. In addition, the following detailed description does not limit the invention. Instead, the scope of the invention is defined by the claims.

명세서 전체에 걸쳐서 "일 실시예" 또는 "실시예" 또는 "일부 실시예"를 언급하는 것은, 실시예와 관련하여 기술되는 특정 특징부, 구조 또는 특징이, 개시된 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 명세서 전체에 걸쳐서 다양한 위치에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서" 또는 "일부 실시예에서"라는 문구가 등장하는 것은 반드시 동일한 실시예(들)를 지칭하는 것은 아니다. 추가로, 특정 특징부, 구조 또는 특징은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수도 있다. Reference throughout this specification to “one embodiment” or “an embodiment” or “some embodiments” is provided that at least one embodiment of the invention discloses a particular feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiment. It means to be included in. Thus, the appearances of the phrase “in one embodiment” or “in an embodiment” or “in some embodiments” in various places throughout the specification are not necessarily referring to the same embodiment (s). In addition, certain features, structures, or features may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

도 2는 본 발명의 요지를 구체화하는 시스템의 개략도이다. 이 시스템은 가스 터빈, 및 로드 커플링에 의해 상기 가스 터빈에 연결되는 로드를 포함한다. 보다 구체적으로 도 2의 개략도에서는, 가스 터빈(33)을 포함하는 가스 터빈 패키지(31)가 로드 커플링(35)에 의해 로드(37)에 연결된다. 도 2에 도시된 예시적 실시예에서, 로드(37)는 천연가스 액화 시스템의 냉매용 압축기와 같은 압축기로서 나타나 있다. 도 2에 도시된 예시적 실시예에서, 가스 터빈과 압축기(37) 사이에는 기어박스(38)가 배치된다. 압축기(37)는 동일한 가스 터빈(33)에 의해 구동되는 압축기 트레인을 형성하는 일련의 압축기 중 하나일 수 있다. 다른 종류의 로드가 가스 터빈에 의해 구동될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어 로드는 발전 설비의 발전기일 수 있다. 로드 커플링은 하나 이상의 기어박스 및/또는 하나 이상의 전기 기계 또는 터보기계와 같은 회전 기계를 구비할 수 있다. 2 is a schematic diagram of a system embodying the gist of the present invention. The system includes a gas turbine and a rod connected to the gas turbine by rod coupling. More specifically in the schematic diagram of FIG. 2, a gas turbine package 31 comprising a gas turbine 33 is connected to the rod 37 by a rod coupling 35. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the rod 37 is shown as a compressor, such as a compressor for a refrigerant in a natural gas liquefaction system. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, a gearbox 38 is arranged between the gas turbine and the compressor 37. The compressor 37 may be one of a series of compressors that form a compressor train driven by the same gas turbine 33. It should be appreciated that other types of rods may be driven by the gas turbine. For example, the rod may be a generator of a power plant. The rod coupling may have one or more gearboxes and / or a rotating machine such as one or more electrical or turbomachines.

도 2에 도시된 예시적 실시예에서, 가스 터빈 패키지(31)는 공기 흡입 라인(41) 및 가스 터빈(33)의 압축기(43)의 유입측과 유체 연통하는 공기 흡입 플리넘(39)을 포함한다. 가스 터빈(33)은 고압 터빈(45)과 파워 터빈(47)으로 이루어질 수 있다. 고압 터빈(45)은 내부 샤프트(도시되지 않음)에 의해 압축기(43)에 구동 연결된다. 가스 터빈의 연소실 내에서 발생된 연소 가스는 순차적으로 압축기(43) 구동에 필요한 파워를 발생시키기 위해 고압 터빈(45) 내에서 팽창되고, 이후 로드(37)를 구동하기 위해 파워 터빈(47) 내에서 팽창된다. 예를 들어 둘 이상의 압축기를 순차적으로 구비하고 가스 터빈(33)의 고온 측에 둘 이상의 터빈을 연속하여 구비하는 상이한 가스 터빈 구조가 사용될 수 있다. 일반적으로, 가스 터빈(33)은 적어도 하나의 압축기(43)와 고압 터빈(45)으로 구성된 가스 발생기를 포함하며, 상기 가스 발생기는 고온 고압의 연소 가스를 제공하고, 이 연소 가스는 하나 이상의 터빈(47)에서 팽창된다. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the gas turbine package 31 has an air intake plenum 39 in fluid communication with the air intake line 41 and the inlet side of the compressor 43 of the gas turbine 33. Include. The gas turbine 33 may be composed of a high pressure turbine 45 and a power turbine 47. The high pressure turbine 45 is drive connected to the compressor 43 by an inner shaft (not shown). The combustion gas generated in the combustion chamber of the gas turbine is sequentially expanded in the high pressure turbine 45 to generate the power required to drive the compressor 43, and then in the power turbine 47 to drive the rod 37. Is swollen in For example, different gas turbine structures may be used that include two or more compressors sequentially and two or more turbines in series on the high temperature side of the gas turbine 33. In general, gas turbine 33 comprises a gas generator consisting of at least one compressor 43 and a high pressure turbine 45, the gas generator providing combustion gas at high temperature and high pressure, the combustion gas being one or more turbines. Inflate at 47.

일부 실시예에서 가스 터빈(33)은 항공전용 가스 터빈일 수 있다. 다수의 압축기, 다수의 터빈, 다수의 샤프트, 항공전용 가스 터빈의 다수의 압축 및 팽창 스테이지를 포함하는 전체 구조와 배치는 각각의 항공전용 가스 터빈마다 달라질 수 있다. 적합한 항공전용 가스 터빈은 Evendale, Ohio, USA 소재의 GE Aviation으로부터 모두 구입할 수 있는 LM2500+G4 LSPT 또는 LM2500 항공전용 가스 터빈이다. 다른 적합한 항공전용 가스 터빈은, 예를 들어, Florence, Italy 소재의 GE Oil and Gas로부터 구입할 수 있는 PGT25+G4 항공전용 가스 터빈 또는 Houston, Texas, USA 소재의 Dresser-Rand Company로부터 구입할 수 있는 Dresser-Rand Vectra® 40G4 항공전용 가스 터빈이다. 다른 실시예에서, 항공전용 가스 터빈은 Florence, Italy 소재의 GE Oil and Gas로부터 모두 구입할 수 있는 PGT16, PGT 20 또는 Evendale, Ohio, USA 소재의 GE Aviation으로부터 구입할 수 있는 LM6000 항공전용 가스 터빈일 수 있다. In some embodiments the gas turbine 33 may be an aerospace gas turbine. The overall structure and arrangement, including multiple compressors, multiple turbines, multiple shafts, multiple compression and expansion stages for aeronautical gas turbines, may vary for each aerospace gas turbine. Suitable aviation gas turbines are the LM2500 + G4 LSPT or LM2500 aviation gas turbines, all available from GE Aviation in Evendale, Ohio, USA. Other suitable aviation gas turbines are, for example, PGT25 + G4 aviation gas turbines available from GE Oil and Gas, Florence, Italy, or Dresser- commercially available from Dresser-Rand Company of Houston, Texas, USA. Rand Vectra® 40G4 aviation gas turbine. In another embodiment, the aviation gas turbine may be a PGT16, PGT 20, or LM6000 aviation gas turbine available from GE Aviation, Evendale, Ohio, USA, all available from GE Oil and Gas, Florence, Italy. .

팽창 및 배기되는 연소 가스는 배기 확산기-수집기 조립체(49)에서 수집되고 배출 라인(51)을 통해서 환경을 향해 배출된다. The combustion gases which expand and exhaust are collected in the exhaust diffuser-collector assembly 49 and are discharged towards the environment through the discharge line 51.

도면에 도시된 예시적 실시예에서, 배기 확산기-수집기 조립체(49)는 로드 구획실(53)에 배치된다. 로드 구획실(53)은 흡입 플리넘(39)에 대해 가스 터빈 패키지(31)의 대향 측에, 즉 가스 터빈의 고온 단부 측에 배치된다. 로드 커플링(35)은 파워 터빈(47)으로부터 배기 확산기-수집기 조립체(49)를 통해서 연장되며, 이 조립체는 따라서 로드 커플링(35)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. In the exemplary embodiment shown in the figure, the exhaust diffuser-collector assembly 49 is disposed in the rod compartment 53. The rod compartment 53 is arranged on the opposite side of the gas turbine package 31 with respect to the intake plenum 39, ie on the hot end side of the gas turbine. The rod coupling 35 extends from the power turbine 47 through the exhaust diffuser-collector assembly 49, which at least partially surrounds the rod coupling 35.

가스 터빈(33)의 저온 단부 측에서 공기 흡입 플리넘(39)을 통해서 흡입되는 공기의 일부는 가스 터빈 패키지(31)를 통해서 유동하며, 보다 구체적으로는 가스 터빈 패키지(31)의 중간 부분을 형성하고 가스 터빈(33)을 적어도 부분적으로 수용하는 터보기계 구획실(55)을 통해서 유동한다. 터보기계 구획실(55) 내를 순환하는 공기는 터보 기계의 케이싱을 냉각하며, 냉각용 공기 배기 라인(57)을 통해서 배기된다. Some of the air sucked through the air intake plenum 39 at the cold end side of the gas turbine 33 flows through the gas turbine package 31, and more specifically, the middle portion of the gas turbine package 31. And flows through a turbomachine compartment 55 which at least partially receives the gas turbine 33. Air circulating in the turbomachine compartment 55 cools the casing of the turbomachine and is exhausted through the cooling air exhaust line 57.

일부 실시예에서, 터보기계 구획실(55) 내로 흡입된 냉각용 공기의 일부는 공기 포트(61)와 유체 연통하는 공기 덕트(59)에서 이탈된다. In some embodiments, some of the cooling air sucked into the turbomachine compartment 55 exits the air duct 59 in fluid communication with the air port 61.

도면에 도시된 예시적 실시예에서, 공기 환기 덕트(63)는 공기 포트(61)를 로드-커플링 가드(65)와 유체식으로 연결하며, 그 구조는 도 3에서 가장 잘 볼 수 있다. 일부 실시예에서, 로드-커플링 가드(65)는 로드 커플링(35)의 일부를 형성하는 샤프트(69)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 원통형 셸 또는 슬리브(67)로 구성된다. In the exemplary embodiment shown in the figure, the air ventilation duct 63 fluidly connects the air port 61 with the rod-coupling guard 65, the structure of which is best seen in FIG. 3. In some embodiments, the rod-coupling guard 65 consists of a cylindrical shell or sleeve 67 at least partially surrounding the shaft 69 forming part of the rod coupling 35.

일부 실시예에서, 로드-커플링 가드(65)는 가스 터빈(33)을 향하여 대면하는 제 1 단부(65A) 및 로드(37)와 대면하는 제 2 단부(65B)를 포함한다. 공기 포트(61)와 환기 덕트(63)를 통해서 강제 순환되는 냉각용 공기가 로드-커플링 가드(65)의 원통형 셸 또는 슬리브(67)에 의해 획정되는 한정된 체적 또는 공간으로부터 빠져나가도록 적어도 하나의 단부 및 바람직하게 양 단부(65A, 65B)가 개방될 수 있으며, 상기 체적은 도면 부호 70으로 지칭된다. 일부 실시예에서, 로드-커플링 가드의 제 1 단부(65A)는, 제 1 단부(65A)를 빠져나가는 공기가 배기 확산기-수집기 조립체(49)에 대해 강제이동되도록 배향된다. 일부 실시예에서, 로드-커플링 가드(65)의 제 2 단부(65B)는, 로드 커플링을 둘러싸는 한정된 체적 내에서 강제 순환되는 냉각용 공기의 일부가 터빈 패키지 외부의 환경으로 배출되도록 상기 환경을 향해서 개방될 수 있다. In some embodiments, the rod-coupling guard 65 includes a first end 65A facing towards the gas turbine 33 and a second end 65B facing the rod 37. At least one such that cooling air forcedly circulated through the air port 61 and the ventilation duct 63 escapes from the limited volume or space defined by the cylindrical shell or sleeve 67 of the rod-coupling guard 65. The ends of and preferably both ends 65A, 65B can be opened, the volume of which is referred to at 70. In some embodiments, the first end 65A of the rod-coupling guard is oriented such that air exiting the first end 65A is forced to the exhaust diffuser-collector assembly 49. In some embodiments, the second end 65B of the rod-coupling guard 65 is such that a portion of the cooling air forced into the confined volume surrounding the rod coupling is discharged to the environment outside the turbine package. Can be open towards the environment.

일부 실시예에서, 공기 포트(61)는 추가로 제 2 환기 덕트(64)와 유체 연통되며, 경우에 따라서는 제 3 환기 덕트(66)와도 유체 연통된다(도 4 참조). In some embodiments, the air port 61 is further in fluid communication with the second ventilation duct 64, and in some cases also in fluid communication with the third ventilation duct 66 (see FIG. 4).

제 2 및 제 3 환기 덕트(64, 66)는 로드 구획실(53) 내에 배치되는 개방 단부를 포함하며, 따라서 환기 덕트(64, 66) 내에 강제 송입된 공기는 로드 구획실(53)에 배출된다. 로드 구획실로 순환되는 공기는 로드 구획실(53) 및 그 안에 배치되는 임의의 장치를 냉각시킨다. The second and third ventilation ducts 64, 66 include open ends disposed in the rod compartment 53, so that air forced into the ventilation ducts 64, 66 is discharged to the rod compartment 53. Air circulated to the rod compartment cools the rod compartment 53 and any device disposed therein.

상기 구조에 의하면, 냉각용 공기 순환 시스템에 의해 공기 덕트(59)를 통과하는 냉각용 공기는 제 1 환기 덕트(63)에 진입하게 될 뿐 아니라 제 2 및/또는 제 3 환기 덕트(64, 66)가 존재한다면 이들 환기 덕트에도 진입하게 된다. 로드 커플링(35)을 둘러싸는 체적(70) 내로 제 1 환기 덕트(63)에 의해 이송되는 공기 스트림은 로드 커플링(35)을 냉각시키며, 보다 구체적으로는 로드-커플링 가드(65)에 의해 둘러싸이는 샤프트(69)를 냉각시킨다. 로드-커플링 가드(65)의 양 단부(65A, 65B)로부터 빠져나가는 공기 유동은 로드-커플링 가드(65)로부터 연장되는 샤프트(69) 부분으로부터 뿐만 아니라, 로드-커플링 가드(65) 외부에서 상기 샤프트(69) 상에 배치되는 하나 이상의 조인트의 부분으로부터 열을 제거하도록 강요된다. 또한, 로드-커플링 가드(65)의 개방 단부(65A)로부터 빠져나가는 공기는 배기 확산기-수집기 조립체(49)를 향하여 배향되며, 로드 커플링(35)을 둘러싸는 영역에서의 온도를 낮은 온도로 유지한다. According to this structure, the cooling air passing through the air duct 59 by the cooling air circulation system enters the first ventilation duct 63 as well as the second and / or third ventilation ducts 64 and 66. If present, they also enter these ventilation ducts. The air stream carried by the first ventilation duct 63 into the volume 70 surrounding the rod coupling 35 cools the rod coupling 35, more specifically the rod-coupling guard 65. Cool the shaft 69 surrounded by. The air flow exiting from both ends 65A, 65B of the rod-coupling guard 65 is not only from the shaft 69 portion extending from the rod-coupling guard 65, but also the rod-coupling guard 65. Forced to remove heat from the portion of one or more joints disposed on the shaft 69 from the outside. In addition, the air exiting from the open end 65A of the rod-coupling guard 65 is oriented towards the exhaust diffuser-collector assembly 49 and lowers the temperature in the region surrounding the rod coupling 35. To keep.

냉각용 공기의 온도 및 냉각용 공기의 유량은 예를 들어 로드 커플링(35)의 온도, 보다 구체적으로는 샤프트(69)의 온도를 터빈 측에서 뿐만 아니라 로드 측에서의 샤프트 베어링에 대한 축방향 로드를 현저히 감소시키는 값으로 유지하기 위한 것이 유리하다. The temperature of the cooling air and the flow rate of the cooling air are, for example, the temperature of the rod coupling 35, more specifically the temperature of the shaft 69, not only on the turbine side, but also on the axial load on the shaft bearing on the rod side. It is advantageous to keep it at a value that significantly reduces it.

도 3에서 특히 알 수 있듯이, 일부 실시예에서 로드-커플링 가드(65)의 개방 단부(65A)는 로드 커플링(35)이 통과 연장되는 배기 확산기-수집기 조립체(49)의 중공 부분 내에 배치된다. 이와 같이, 튜브형 로드-커플링 가드(65)를 빠져나가는 효과적인 냉각용 공기 스트림은 샤프트(69)의 근위 단부를 따라서 인도되고, 경우에 따라서는 최고 열 로드가 존재하는 바로 그 영역에서 가스 터빈(33)의 고온 단부와 샤프트(69) 사이에 배치된 조인트(69A)를 따라서 인도되며, 고온 배기 가스에 의해 초래되는 상기 열 로드는 배기 확산기-수집기 조립체(49)에 의해 수집되고 배출 라인(51)을 향해서 이탈된다. As can be seen in particular in FIG. 3, in some embodiments the open end 65A of the rod-coupling guard 65 is disposed within the hollow portion of the exhaust diffuser-collector assembly 49 through which the rod coupling 35 extends. do. As such, an effective cooling air stream exiting the tubular rod-coupling guard 65 is directed along the proximal end of the shaft 69 and in some cases the gas turbine ( Guided along a joint 69A disposed between the hot end of the 33 and the shaft 69, the heat rods caused by the hot exhaust gases are collected by the exhaust diffuser-collector assembly 49 and discharge line 51 To break away.

도 4는 로드-커플링 가드(65)의 제 2 개방 단부(65B)의 영역에서 로드 커플링(35) 상에 배치되는 추가 조인트(69B)를 개략 도시한다. 또한 이 영역에서, 개방 단부(65B)를 빠져나가는 강제 냉각용 공기 스트림은 로드 커플링(35)의 이 영역을 효과적으로 냉각시킨다. 4 schematically shows a further joint 69B disposed on the rod coupling 35 in the region of the second open end 65B of the rod-coupling guard 65. Also in this region, the forced air stream exiting the open end 65B effectively cools this region of the rod coupling 35.

도 5는 본 발명에 따른 가스 터빈 및 로드 구조의 추가 실시예의 개략도이다. 도 2와 관련하여 전술한 것과 동일하거나 유사한 부분, 부품 또는 요소를 지칭하기 위해 동일한 도면 부호가 사용된다. 5 is a schematic view of a further embodiment of a gas turbine and rod structure according to the present invention. Like reference numerals are used to refer to parts, parts, or elements that are the same or similar to those described above in connection with FIG. 2.

시스템은 로드 커플링(35)에 의해 로드(37)에 연결되는 가스 터빈(33)을 포함하는 가스 터빈 패키지(31)를 포함한다. 도 5에 도시된 예시적 실시예에서 로드(37)는 다시 압축기, 예를 들면 천연 가스 액화 시스템의 냉매용 압축기를 포함한다. 가스 터빈과 압축기(37) 사이에는 기어박스(38)가 배치될 수 있다. 다른 실시예에서는, 가스 터빈과 로드 사이의 직접 구동이 제공될 수 있거나, 기어박스 대신에 다른 속도 조작 장치가 사용될 수 있다. 압축기(37)는 동일한 가스 터빈(33)에 의해 구동되는 압축기 트레인을 형성하는 일련의 압축기 중 하나일 수 있다. 다른 종류의 로드가 가스 터빈에 의해 구동될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어 로드는 발전 설비의 발전기일 수 있다. 로드 커플링은 하나 이상의 기어박스 및/또는 하나 이상의 전기 기계 또는 터보기계와 같은 회전 기계를 구비할 수 있다. The system comprises a gas turbine package 31 comprising a gas turbine 33 which is connected to the rod 37 by a rod coupling 35. In the example embodiment shown in FIG. 5, the rod 37 again comprises a compressor, for example a compressor for a refrigerant in a natural gas liquefaction system. The gearbox 38 may be disposed between the gas turbine and the compressor 37. In other embodiments, direct drive between the gas turbine and the rod may be provided, or other speed control device may be used instead of the gearbox. The compressor 37 may be one of a series of compressors that form a compressor train driven by the same gas turbine 33. It should be appreciated that other types of rods may be driven by the gas turbine. For example, the rod may be a generator of a power plant. The rod coupling may have one or more gearboxes and / or a rotating machine such as one or more electrical or turbomachines.

가스 터빈 패키지(31)는 공기 흡입 라인 또는 덕트(41) 및 가스 터빈(33)의 압축기(43)의 유입측과 유체 연통하는 공기 흡입 플리넘(39)을 포함한다. 공기 흡입 라인 또는 덕트(41)의 입구에 보통 제공되는 필터 장치(42)도 도 5에 도시되어 있다. The gas turbine package 31 includes an air intake line or duct 41 and an air intake plenum 39 in fluid communication with the inlet side of the compressor 43 of the gas turbine 33. Also shown in FIG. 5 is a filter device 42 usually provided at the inlet of an air intake line or duct 41.

가스 터빈(33)은 고압 터빈(45)과 파워 터빈(47)으로 이루어질 수 있다. 고압 터빈(45)은 내부 샤프트(도시되지 않음)에 의해 압축기(43)에 구동 연결된다. 가스 터빈의 연소실(44) 내에서 발생된 연소 가스는 순차적으로 압축기(43) 구동에 필요한 파워를 발생시키기 위해 고압 터빈(45) 내에서 팽창되고, 이후 로드(37)를 구동하기 위해 파워 터빈(47) 내에서 팽창된다. 예를 들어 둘 이상의 압축기를 순차적으로 구비하고 가스 터빈(33)의 고온 측에 둘 이상의 터빈을 연속하여 구비하는 상이한 가스 터빈 구조가 사용될 수 있다. 일반적으로, 가스 터빈(33)은 적어도 하나의 압축기(43)와 고압 터빈(45)으로 구성된 가스 발생기를 포함하며, 상기 가스 발생기는 고온 고압의 연소 가스를 제공하고, 이 연소 가스는 하나 이상의 터빈(47)에서 팽창된다. 파워 터빈(들)은 고압 터빈과 압축기의 샤프트에 기계적으로 연결될 수 있다. 대체 실시예에서, 파워 터빈(47)은 가스 발생기와 기계적으로 분리될 수 있는 바, 즉 가스 발생기 샤프트와 파워 터빈 샤프트는 기계적으로 상호 독립적일 수 있다. The gas turbine 33 may be composed of a high pressure turbine 45 and a power turbine 47. The high pressure turbine 45 is drive connected to the compressor 43 by an inner shaft (not shown). The combustion gases generated in the combustion chamber 44 of the gas turbine are sequentially expanded in the high pressure turbine 45 to generate the power required to drive the compressor 43, and then the power turbines to drive the rod 37. 47) is expanded within. For example, different gas turbine structures may be used that include two or more compressors sequentially and two or more turbines in series on the high temperature side of the gas turbine 33. In general, gas turbine 33 comprises a gas generator consisting of at least one compressor 43 and a high pressure turbine 45, the gas generator providing combustion gas at high temperature and high pressure, the combustion gas being one or more turbines. Inflate at 47. The power turbine (s) may be mechanically connected to the shaft of the high pressure turbine and the compressor. In an alternative embodiment, the power turbine 47 may be mechanically separated from the gas generator, ie the gas generator shaft and the power turbine shaft may be mechanically independent of each other.

팽창 및 배기되는 연소 가스는 배기 확산기-수집기 조립체(49)에 의해 수집되고 배출 라인 또는 스택(51)을 통해서 환경을 향해 배출된다. The combustion gases which are expanded and exhausted are collected by the exhaust diffuser-collector assembly 49 and are discharged towards the environment through the discharge line or stack 51.

배기 확산기-수집기 조립체(49)는, 흡입 플리넘(39)과 대향 측에, 즉 가스 터빈(33)의 고온 단부 측에 배치되는 로드 구획실(53)에 배치될 수 있다. 로드 커플링(35)은 파워 터빈(47)으로부터 배기 확산기-수집기 조립체(49)를 통해서 연장되며, 이 조립체는 따라서 로드 커플링(35)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. The exhaust diffuser-collector assembly 49 may be arranged in the rod compartment 53 which is disposed on the side opposite to the intake plenum 39, ie on the hot end side of the gas turbine 33. The rod coupling 35 extends from the power turbine 47 through the exhaust diffuser-collector assembly 49, which at least partially surrounds the rod coupling 35.

연소 공기는 압축기(33)에 의해 흡입 플리넘(39) 내의 공기 흡입 라인 또는 덕트(41) 및 필터 장치(42)를 통해서 흡입된다. Combustion air is sucked by compressor 33 through an air intake line or duct 41 and filter arrangement 42 in suction plenum 39.

동일한 공기 흡입 라인 또는 덕트(41) 및 필터 장치(42)를 통해서, 신선한 주위 공기 또한 가스 터빈 패키지(31)의 내부를 향해서 송출되며, 보다 구체적으로는 냉각 목적으로 터보기계 구획실(55)을 통해서 송출된다. 신선한 주위 공기는 또한 이하에서 더 자세히 설명하듯이 공기 흡입 라인 또는 덕트(41)로부터 로드-커플링 냉각 장치를 향해서 송출된다. Through the same air intake line or duct 41 and filter device 42, fresh ambient air is also blown out towards the interior of the gas turbine package 31, more specifically through the turbomachine compartment 55 for cooling purposes. It is sent out. Fresh ambient air is also blown out of the air intake line or duct 41 toward the rod-coupled cooling device, as described in more detail below.

일부 실시예에서는, 46으로 개략 도시되는 단일 팬, 압축기, 또는 임의의 기타 공기 강제이동 또는 공기 추진 장치가, 공기 흡입 라인(41)과 유체 연통하는 환기 덕트(48) 내에 제공된다. 공기 강제이동 또는 공기 추진 장치는 후술하는 목적을 위해 충분한 공기 유량을 충분한 공기압으로 송출하기에 적합한 임의의 장치로서 이해되어야 한다. 팬(46)에 의해 공기 흡입 라인(41)으로부터 흡입된 공기는 덕트(55A)를 통해서, 가스 터빈 패키지(31)의 중간 부분을 형성하고 가스 터빈(33)을 적어도 부분적으로 수용하는 터보기계 구획실(55)로 강제이동 또는 추진된다. 터보기계 구획실(55)로 순환하는 공기는 터보 기계의 케이싱을 냉각시키며, 배기 냉각용 공기 라인(57)을 통해서 배기된다. In some embodiments, a single fan, compressor, or any other air forced or air propulsion device, shown schematically at 46, is provided in the ventilation duct 48 in fluid communication with the air intake line 41. An air forced movement or air propulsion device is to be understood as any device suitable for delivering a sufficient air flow rate with sufficient air pressure for the purposes described below. The air sucked from the air intake line 41 by the fan 46 forms, through the duct 55A, the intermediate portion of the gas turbine package 31 and at least partly accommodates the gas turbine 33. Forced or propelled to 55. Air circulating to the turbomachine compartment 55 cools the casing of the turbomachine and is exhausted through an exhaust cooling air line 57.

일부 실시예에서, 터보기계 구획실(55) 내에 흡입된 냉각용 공기의 일부는 공기 포트(61)와 유체 연통하는 공기 덕트(59)에서 이탈된다. 도 5에 도시된 예시적 실시예에서, 공기 환기 덕트(63)는 공기 포트(61)를 도 2 내지 도 4와 관련하여 전술한 것과 동일한 구조를 가질 수 있는 로드-커플링 가드(65)와 유체식으로 연결한다. 일부 실시예에서, 로드-커플링 가드(65)는 로드 커플링(35)의 일부를 형성하는 샤프트(69)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 원통형 셸 또는 슬리브(67)로 구성된다. In some embodiments, some of the cooling air sucked into the turbomachine compartment 55 exits the air duct 59 in fluid communication with the air port 61. In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the air ventilation duct 63 has an air port 61 with a rod-coupling guard 65 which may have the same structure as described above in connection with FIGS. 2 to 4. Connect fluidly. In some embodiments, the rod-coupling guard 65 consists of a cylindrical shell or sleeve 67 at least partially surrounding the shaft 69 forming part of the rod coupling 35.

또한 도 5의 실시예에서, 가드(65)는 가스 터빈(33)을 향하여 대면하는 제 1 단부(65A) 및 로드(37)와 대면하는 제 2 단부(65B)를 포함한다. 적어도 하나의 단부 및 바람직하게 양 단부(65A, 65B)가 개방될 수 있으며, 따라서 공기 포트(61)와 환기 덕트(63)를 통해서 순환되는 냉각용 공기는 로드-커플링 가드(65)의 원통형 셸 또는 슬리브(67)에 의해 획정되는 한정된 체적 또는 공간(70)으로부터 빠져나간다. 일부 실시예에서, 로드-커플링 가드의 제 1 단부(65A)는, 제 1 단부(65A)를 빠져나가는 공기가 배기 확산기-수집기 조립체(49)에 대해 강제이동되도록 배향된다. 일부 실시예에서, 로드-커플링 가드(65)의 제 2 단부(65B)는, 로드 커플링을 둘러싸는 한정된 체적 내에서 강제 순환되는 냉각용 공기의 일부가 터빈 패키지 외부의 환경으로 배출되도록 상기 환경을 향해서 개방될 수 있다. In the embodiment of FIG. 5, the guard 65 also includes a first end 65A facing towards the gas turbine 33 and a second end 65B facing the rod 37. At least one end and preferably both ends 65A, 65B can be opened, so that the cooling air circulated through the air port 61 and the ventilation duct 63 is cylindrical in the rod-coupling guard 65. Escape from the limited volume or space 70 defined by the shell or sleeve 67. In some embodiments, the first end 65A of the rod-coupling guard is oriented such that air exiting the first end 65A is forced to the exhaust diffuser-collector assembly 49. In some embodiments, the second end 65B of the rod-coupling guard 65 is such that a portion of the cooling air forced into the confined volume surrounding the rod coupling is discharged to the environment outside the turbine package. Can be open towards the environment.

일부 실시예에서, 공기 포트(61)는 추가로 제 2 환기 덕트(64)와 유체 연통되며 경우에 따라서는 도시되지 않은 추가 환기 덕트와 유체 연통된다. 환기 덕트(들)(64)는 로드 구획실(53)에서 개방되며, 따라서 환기 덕트(64) 내에 강제 송입된 공기는 로드 구획실(53)에 배출된다. 로드 구획실로 순환되는 공기는 로드 구획실(53), 배기 수집기-확산기 조립체(49)의 표면, 및 로드 구획실(53) 내에 배치되는 임의의 장치를 냉각시킨다. In some embodiments, the air port 61 is further in fluid communication with the second ventilation duct 64 and in some cases in fluid communication with an additional ventilation duct not shown. The ventilation duct (s) 64 are opened in the rod compartment 53, so that the air forced into the ventilation duct 64 is discharged to the rod compartment 53. The air circulated to the rod compartment cools the rod compartment 53, the surface of the exhaust collector-diffuser assembly 49, and any device disposed within the rod compartment 53.

도 2 내지 도 4의 실시예 및 도 5의 실시예에서는 따라서, 냉각용 공기를 가스 터빈 패키지 및 특히 터보기계 구획실(55)을 통해서뿐 아니라 로드 커플링을 둘러싸는 로드-커플링 가드로 송출하기 위한 단일의 공기 공급원이 제공된다. 냉각용 공기를 터보기계 구획실(55) 내의 터보기계 케이싱 주위로뿐 아니라 로드 커플링 주위로 강제 순환시키기 위한 단일의 팬, 압축기 또는 송풍기가 제공될 수 있다. 바람직하게, 공기는 공기 흡입 라인 또는 덕트(41)로부터 취해진다. In the embodiments of FIGS. 2-4 and 5 accordingly, therefore, the cooling air is to be directed not only through the gas turbine package and in particular the turbomachine compartment 55 but also into the rod-coupling guard surrounding the rod coupling. There is provided a single air source. A single fan, compressor or blower may be provided for forcing the cooling air to circulate not only around the turbomachine casing in the turbomachine compartment 55 but also around the rod coupling. Preferably, air is taken from the air intake line or duct 41.

바람직한 실시예에서, 가스 터빈(33)의 압축기(43)에 의해 취입되는 연소 공기, 및 로드 커플링 주위뿐 아니라 터보기계 케이싱을 냉각하기 위해 가스 터빈 패키지 내로 특히 터보기계 구획실(55)로 순환되는 냉각용 공기 양자를 필터링하기 위한 단일의 필터 장치(42)가 제공된다. In a preferred embodiment, the combustion air blown by the compressor 43 of the gas turbine 33 and circulated into the gas turbine package, in particular to the turbomachine compartment 55, to cool the turbomachine casing as well as around the rod coupling. A single filter arrangement 42 is provided for filtering both cooling air.

제조 비용 및 유지보수 비용이 절감된 콤팩트한 장치가 얻어진다. A compact device with reduced manufacturing and maintenance costs is obtained.

본 명세서에 기술된 요지의 실시예가 도면에 도시되어 있고 몇 가지 예시적 실시예와 관련하여 이상에서 구체적이고 상세하게 충분히 설명되었지만, 본 발명의 새로운 교시, 원리 및 개념과 청구범위에서 한정되는 요지의 장점을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변형 및 생략이 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 적절한 범위는 이러한 모든 수정, 변형 및 생략을 망라하도록 청구범위의 최광의의 해석에 의해서만 한정되어야 한다. 또한, 임의의 프로세스 또는 방법 단계의 순서 또는 시퀀스는 대체예에 따라서 변경되거나 재-시퀀싱될 수도 있다. While embodiments of the subject matter described in this specification have been shown in the drawings and described in detail above in detail in connection with some exemplary embodiments, it is to be understood that the present teachings, principles and concepts of the invention are defined in the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, variations and omissions may be made without departing from the advantages. Accordingly, the proper scope of the present invention should be limited only by the broadest interpretation of the claims to cover all such modifications, variations and omissions. In addition, the order or sequence of any process or method step may be changed or re-sequenced depending on the alternative.

31: 가스 터빈 패키지 33: 가스 터빈
35: 로드 커플링 37: 로드
38: 기어박스 39: 공기 흡입 플리넘
41: 공기 흡입 라인 42: 필터 장치
43: 압축기 45: 고압 가스 터빈
46: 팬 47: 파워 터빈
49: 확산기-수집기 조립체 51: 배출 라인
53: 로드 구획실 55: 터보기계 구획실
59: 공기 덕트 61: 공기 포트
63: 공기 환기 덕트 64: 제 2 환기 덕트
65: 로드 커플링 가드 65A, 65B: 단부
66: 제 3 환기 덕트 67: 원통형 셸 또는 슬리브
69: 샤프트 69A, 69B: 조인트
31: gas turbine package 33: gas turbine
35: rod coupling 37: rod
38: gearbox 39: air intake plenum
41: air suction line 42: filter device
43: compressor 45: high pressure gas turbine
46: fan 47: power turbine
49: diffuser-collector assembly 51: discharge line
53: rod compartment 55: turbomachine compartment
59: air duct 61: air port
63: air ventilation duct 64: second ventilation duct
65: rod coupling guard 65A, 65B: end
66: third ventilation duct 67: cylindrical shell or sleeve
69: shaft 69A, 69B: joint

Claims (26)

가스 터빈(33)에 있어서,
압축기(43)와,
파워 터빈(47)과,
상기 가스 터빈(33)을 로드(37)에 연결시키는 로드 커플링(35)과,
상기 가스 터빈(33)을 수용하는 터보기계 구획실(55)로 구성된 가스 터빈 패키지(31)와,
상기 로드 커플링(35)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 로드-커플링 가드(65)와,
상기 터보기계 구획실(55) 내로 냉각용 공기를 순환시키기 위한 냉각용 공기 순환 시스템과,
상기 로드 커플링(35)으로부터 열을 제거하기에 충분한 냉각용 공기 유동을 상기 냉각용 공기 순환 시스템으로부터 상기 로드-커플링 가드 내로 순환시키도록 설계 및 배열된 냉각용 공기 채널링(59, 61, 63)을 포함하는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
In the gas turbine 33,
Compressor 43,
The power turbine 47,
A rod coupling 35 connecting the gas turbine 33 to a rod 37;
A gas turbine package 31 composed of a turbomachine compartment 55 for receiving the gas turbine 33;
A rod-coupling guard 65 at least partially surrounding the rod coupling 35;
A cooling air circulation system for circulating cooling air into the turbomachine compartment 55;
Cooling air channeling 59, 61, 63 designed and arranged to circulate a cooling air flow sufficient to remove heat from the rod coupling 35 from the cooling air circulation system into the rod-coupling guard. It characterized in that it comprises
Gas turbine.
제 1 항에 있어서,
냉각용 공기를 상기 터보기계 구획실 내로, 그리고 상기 냉각용 공기 채널링을 통해서 상기 로드-커플링 가드 내로 강제이동시키도록 배열 및 설계된 공기 강제이동 장치(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
The method of claim 1,
And an air forced movement device 46 arranged and designed to force cooling air into the turbomachine compartment and through the cooling air channeling into the rod-coupling guard.
Gas turbine.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 냉각용 공기 순환 시스템 및 상기 냉각용 공기 채널링과 유체 연통하는 공기 흡입 라인(41)을 포함하는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
3. The method according to claim 1 or 2,
And an air intake line 41 in fluid communication with the cooling air circulation system and the cooling air channeling.
Gas turbine.
제 3 항에 있어서,
상기 공기 흡입 라인(41)은 공기 흡입 플리넘(39)과 유체 연통하며, 상기 공기 흡입 플리넘으로부터 연소 공기가 상기 압축기(43)에 진입하는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
The method of claim 3, wherein
The air intake line 41 is in fluid communication with an air intake plenum 39, wherein combustion air enters the compressor 43 from the air intake plenum.
Gas turbine.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 공기 흡입 라인(41)에 진입하는 주위 공기를 필터링하도록 배열 및 구성된 필터 장치(42)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
The method according to claim 3 or 4,
Further comprising a filter arrangement 42 arranged and configured to filter the ambient air entering the air intake line 41.
Gas turbine.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 터빈은 항공전용 가스 터빈인 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The gas turbine is characterized in that the aircraft-only gas turbine
Gas turbine.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로드 커플링(35)은 상기 가스 터빈의 고온 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The rod coupling 35 is connected to the hot end of the gas turbine
Gas turbine.
제 7 항에 있어서,
상기 로드 커플링(35) 및 상기 로드-커플링 가드(65)는 상기 로드 커플링과 상기 로드-커플링 가드(65)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 배기 수집기-확산기 조립체(49)를 통해서 연장되는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
The method of claim 7, wherein
The rod coupling 35 and the rod-coupling guard 65 extend through an exhaust collector-diffuser assembly 49 at least partially surrounding the rod coupling and the rod-coupling guard 65. Characterized by
Gas turbine.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
로드 구획실(53)을 추가로 포함하며, 상기 로드 커플링(35)은 상기 로드 구획실을 통해서 연장되고; 상기 냉각용 공기 순환 채널링은 냉각용 공기를 상기 냉각용 공기 순환 시스템으로부터 상기 로드 구획실(53) 내로 송출하도록 배열되는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
The method according to any one of claims 1 to 8,
Further comprising a rod compartment 53, wherein the rod coupling 35 extends through the rod compartment; The cooling air circulation channeling is arranged to deliver cooling air from the cooling air circulation system into the rod compartment 53.
Gas turbine.
제 9 항에 있어서,
상기 터빈 패키지(31)는 공기 흡입 플리넘(39)을 포함하며, 상기 터보기계 구획실(55)은 상기 공기 흡입 플리넘(39)과 상기 로드 구획실(53) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
The method of claim 9,
The turbine package 31 comprises an air intake plenum 39 and the turbomachine compartment 55 is arranged between the air intake plenum 39 and the rod compartment 53.
Gas turbine.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 냉각용 공기 채널링은 공기 포트(61)를 포함하며, 상기 냉각용 공기 순환 시스템으로부터의 냉각용 공기는 상기 공기 포트를 통해서 강제로 순환되고; 적어도 제 1 환기 덕트(63)가 상기 공기 포트(61)를 상기 로드-커플링 가드(65)에 유체식으로 연결하며 제 2 환기 덕트(64; 66)가 냉각용 공기를 상기 로드 구획실(53) 내로 이송시키는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
11. The method according to claim 9 or 10,
The cooling air channeling comprises an air port (61), wherein cooling air from the cooling air circulation system is forced to circulate through the air port; At least a first ventilation duct 63 fluidly connects the air port 61 to the rod-coupling guard 65 and a second ventilation duct 64; 66 directs cooling air to the rod compartment 53. Characterized in that the transfer to
Gas turbine.
제 11 항에 있어서,
냉각용 공기를 상기 로드 구획실(53) 내로 이송시키는 제 3 환기 덕트(66; 64)를 포함하는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
The method of claim 11,
And a third ventilation duct (66; 64) for transferring cooling air into the rod compartment (53).
Gas turbine.
제 12 항에 있어서,
상기 제 2 환기 덕트(64) 및 상기 제 3 환기 덕트(66)는 상기 제 1 환기 덕트(63)의 양측에 거의 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
13. The method of claim 12,
The second ventilation duct 64 and the third ventilation duct 66 are disposed substantially symmetrically on both sides of the first ventilation duct 63.
Gas turbine.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로드-커플링 가드(65)는 파워 터빈(47)과 대면하는 제 1 단부(65A) 및 상기 로드-커플링(35)에 연결된 상기 로드(37)와 대면하는 제 2 단부(65B)를 포함하고, 적어도 상기 제 1 단부(65A)는 개방되어 있으며, 따라서 상기 로드-커플링 가드(65)로부터 빠져나가는 냉각용 공기는 상기 파워 터빈(47)을 향해서 인도되는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
14. The method according to any one of claims 1 to 13,
The rod-coupling guard 65 has a first end 65A facing the power turbine 47 and a second end 65B facing the rod 37 connected to the rod-coupling 35. At least the first end 65A is open, so that cooling air exiting from the rod-coupling guard 65 is directed towards the power turbine 47.
Gas turbine.
제 14 항에 있어서,
상기 제 2 단부(65B)는 개방되어 있으며, 따라서 상기 로드-커플링 가드(65)로부터 빠져나가는 냉각용 공기는 상기 로드(37)를 향해서 인도되는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
15. The method of claim 14,
The second end 65B is open, so that cooling air exiting from the rod-coupling guard 65 is directed towards the rod 37.
Gas turbine.
제 8 항 및 제 14 항 또는 제 8 항 및 제 15 항에 있어서,
상기 로드-커플링 가드(65)의 상기 제 1 단부(65A)는 상기 배기 수집기-확산기 조립체(49)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 중공 공간 내에 배치되며, 따라서 상기 로드-커플링 가드(65)를 빠져나가는 냉각용 공기는 배기 수집기-확산기 조립체(49)를 냉각시키는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
The method according to claim 8 and 14 or 8 and 15,
The first end 65A of the rod-coupling guard 65 is disposed in a hollow space at least partially enclosed by the exhaust collector-diffuser assembly 49 and thus replaces the rod-coupling guard 65. The exiting cooling air cools the exhaust collector-diffuser assembly 49.
Gas turbine.
제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로드 커플링(35)은 적어도 기계적 조인트(69A; 69B) 및 샤프트(69)를 포함하는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
17. The method according to any one of claims 14 to 16,
The rod coupling 35 comprises at least a mechanical joint 69A; 69B and a shaft 69.
Gas turbine.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 가스 터빈(33), 및 상기 가스 터빈에 의해 구동되는 로드(37)를 포함하는 시스템에 있어서,
상기 로드(37)는 상기 로드-커플링(35)에 의해 상기 가스 터빈에 연결되는 것을 특징으로 하는
시스템.
18. A system comprising a gas turbine 33 according to any one of claims 1 to 17 and a rod 37 driven by said gas turbine.
The rod 37 is characterized in that it is connected to the gas turbine by the rod-coupling 35.
system.
가스 터빈(33) 내의 로드 커플링(35)에 대한 열 응력 및 기계적 응력을 감소시키는 방법으로서, 상기 가스 터빈은 적어도 가스 터빈 패키지(31)의 터보기계 구획실(55) 내에 배치되는 압축기(43)와 파워 터빈(47), 및 상기 가스 터빈(33)을 로드(37)에 연결하는 로드 커플링(35)으로 구성되는, 열 응력 및 기계적 응력 감소 방법에 있어서,
상기 가스 터빈(33)의 케이싱을 냉각시키기 위해 냉각용 공기 스트림을 발생시키는 단계와,
상기 냉각용 공기 스트림의 일부를 상기 터보기계 구획실(55)의 상류에서 분기시키는 단계와,
상기 로드 커플링(35)으로부터 열을 제거하기 위해 냉각용 공기 스트림의 상기 일부를 상기 로드 커플링 주위로 강제이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
열 응력 및 기계적 응력 감소 방법.
A method of reducing thermal and mechanical stress on a rod coupling 35 in a gas turbine 33, wherein the gas turbine is disposed at least in the turbomachine compartment 55 of the gas turbine package 31. And a power turbine 47 and a rod coupling 35 connecting the gas turbine 33 to the rod 37, the method of thermal stress and mechanical stress reduction,
Generating a cooling air stream to cool the casing of the gas turbine 33;
Branching a portion of the cooling air stream upstream of the turbomachine compartment 55;
Forcing the portion of the cooling air stream around the rod coupling to remove heat from the rod coupling 35.
Thermal and mechanical stress reduction methods.
제 19 항에 있어서,
공기 강제이동 장치는 냉각용 공기를 상기 터보기계 구획실(55)을 통해서, 그리고 상기 로드 커플링(35) 주위로 송출하는 것을 특징으로 하는
열 응력 및 기계적 응력 감소 방법.
The method of claim 19,
The forced air movement device is characterized in that for sending the cooling air through the turbomachine compartment 55 and around the rod coupling 35.
Thermal and mechanical stress reduction methods.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 로드 커플링(35)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 한정된 체적(67)을 형성하는 단계와,
냉각용 공기 스트림의 상기 일부를 상기 한정된 체적 내에서 강제 순환시켜 상기 로드 커플링(35)으로부터 열을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
열 응력 및 기계적 응력 감소 방법.
21. The method according to claim 19 or 20,
Forming a defined volume 67 at least partially surrounding the rod coupling 35;
Forcibly circulating said portion of a cooling air stream within said confined volume to remove heat from said rod coupling 35.
Thermal and mechanical stress reduction methods.
제 21 항에 있어서,
상기 로드 커플링(35)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 로드-커플링 가드(65)를 제공하는 단계로서, 상기 한정된 체적(67)은 상기 로드-커플링 가드(65)에 의해 적어도 부분적으로 획정되는, 상기 로드-커플링 가드 제공 단계와,
냉각용 공기를 상기 로드 커플링(35)과 상기 로드-커플링 가드(65) 사이에서 강제 순환시킴으로써 상기 로드 커플링으로부터 열을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
열 응력 및 기계적 응력 감소 방법.
22. The method of claim 21,
Providing a rod-coupling guard 65 at least partially surrounding the rod coupling 35, wherein the confined volume 67 is at least partially defined by the rod-coupling guard 65. Providing the rod-coupling guard;
Further comprising removing heat from the rod coupling by forcibly circulating cooling air between the rod coupling 35 and the rod-coupling guard 65.
Thermal and mechanical stress reduction methods.
제 22 항에 있어서,
상기 파워 터빈(47)과 대면하는 상기 로드-커플링 가드(65)의 적어도 제 1 단부(65A)에서 냉각용 공기가 상기 한정된 체적(67)을 빠져나가게 하는 단계를 추가로 포함하며, 따라서 상기 로드-커플링 가드(65)의 상기 제 1 단부(65A)에서 상기 한정된 체적을 빠져나가는 냉각용 공기의 스트림이 상기 파워 터빈(47)에 대해 인도되는 것을 특징으로 하는
열 응력 및 기계적 응력 감소 방법.
23. The method of claim 22,
Further comprising allowing cooling air to exit the confined volume 67 at least at the first end 65A of the rod-coupling guard 65 facing the power turbine 47, and thus the A stream of cooling air exiting the confined volume at the first end 65A of the rod-coupling guard 65 is directed to the power turbine 47.
Thermal and mechanical stress reduction methods.
제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
상기 로드(37)와 대면하는 상기 로드-커플링 가드(65)의 적어도 제 2 단부(65B)에서 냉각용 공기가 상기 한정된 체적(67)을 빠져나가게 하는 단계를 추가로 포함하며, 따라서 상기 로드-커플링 가드(65)의 상기 제 2 단부에서 상기 한정된 체적을 빠져나가는 냉각용 공기의 스트림이 상기 파워 터빈(47)으로부터 상기 로드(37)를 향해서 인도되는 것을 특징으로 하는
열 응력 및 기계적 응력 감소 방법.
24. The method according to claim 22 or 23,
Further comprising allowing cooling air to exit the confined volume 67 at least at the second end 65B of the rod-coupling guard 65 facing the rod 37; A stream of cooling air exiting the confined volume at the second end of the coupling guard 65 is directed from the power turbine 47 towards the rod 37
Thermal and mechanical stress reduction methods.
제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 터빈(33)과 상기 로드(37) 사이에 로드 구획실(53)을 제공하는 단계와, 상기 로드 커플링(35) 및 상기 로드 커플링(35)을 둘러싸는 상기 한정된 체적(67)을 상기 로드 구획실(53) 내에 적어도 부분적으로 배열하는 단계와, 상기 냉각용 공기를 부분적으로 상기 한정된 체적 내에, 그리고 부분적으로 상기 로드 구획실(53) 내로 이송시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
열 응력 및 기계적 응력 감소 방법.
25. The method according to any one of claims 21 to 24,
Providing a rod compartment 53 between the gas turbine 33 and the rod 37, and defining the rod coupling 35 and the defined volume 67 surrounding the rod coupling 35. At least partially arranging in the rod compartment 53 and transferring the cooling air into the rod compartment 53 in part and in the defined volume.
Thermal and mechanical stress reduction methods.
가스 터빈(33)에 있어서,
압축기(43)와,
파워 터빈(47)과,
상기 가스 터빈(33)을 로드(37)에 연결시키는 로드 커플링(35)과,
상기 로드 커플링(35)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 로드-커플링 가드(65)와,
상기 로드 커플링(35)으로부터 열을 제거하기에 충분한 냉각용 공기 유동을 상기 로드-커플링 가드 내로 순환시키도록 설계 및 배열된 냉각용 공기 채널링(51, 61, 63)과,
상기 가스 터빈(33)을 수용하는 터보기계 구획실(55)로 구성된 가스 터빈 패키지(31)와,
상기 터보기계 구획실(55) 내로 냉각용 공기를 순환시키기 위한 냉각용 공기 순환 시스템과,
로드 구획실(53)을 포함하며,
상기 로드 커플링(35)은 상기 로드 구획실(53)을 통해서 연장되고;
상기 냉각용 공기 채널링은 공기 포트(61)를 포함하며, 상기 냉각용 공기 순환 시스템으로부터의 냉각용 공기가 강제 순환되고, 적어도 제 1 환기 덕트(63)가 상기 공기 포트(61)를 상기 로드-커플링 가드(65)에 유체식으로 연결하며, 제 2 환기 덕트(64; 66)가 냉각용 공기를 상기 로드 구획실(53) 내로 이송하는 것을 특징으로 하는
가스 터빈.
In the gas turbine 33,
Compressor 43,
The power turbine 47,
A rod coupling 35 connecting the gas turbine 33 to a rod 37;
A rod-coupling guard 65 at least partially surrounding the rod coupling 35;
Cooling air channeling (51, 61, 63) designed and arranged to circulate a cooling air flow into the rod-coupling guard sufficient to remove heat from the rod coupling (35);
A gas turbine package 31 composed of a turbomachine compartment 55 for receiving the gas turbine 33;
A cooling air circulation system for circulating cooling air into the turbomachine compartment 55;
A rod compartment 53,
The rod coupling 35 extends through the rod compartment 53;
The cooling air channeling comprises an air port 61, wherein cooling air from the cooling air circulation system is forcedly circulated, and at least a first ventilation duct 63 connects the air port 61 to the rod- Fluidly connected to the coupling guard 65, characterized in that the second ventilation duct (64; 66) delivers cooling air into the rod compartment (53).
Gas turbine.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITCO20130052A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-26 Nuovo Pignone Srl JOINT COVER FOR TURBOMACCHINA
PL3075982T3 (en) * 2013-11-27 2020-05-18 Hitachi, Ltd. Gas turbine suitable for renewable energy and control method thereof
ITFI20130297A1 (en) * 2013-12-09 2015-06-10 Nuovo Pignone Srl "GAS TURBINE OFFSHORE INSTALLATIONS"
GB201410057D0 (en) 2014-06-06 2014-07-16 Rolls Royce Plc A duct arrangement for an internal combustion engine
KR102383343B1 (en) * 2014-12-12 2022-04-07 누보 피그노네 에스알엘 Coupling load measurement method and device
US10316696B2 (en) * 2015-05-08 2019-06-11 General Electric Company System and method for improving exhaust energy recovery
US20160348584A1 (en) * 2015-05-26 2016-12-01 General Electric Company Turbomachine load coupling device having a natural convection ventilation system
US10267234B2 (en) * 2015-07-06 2019-04-23 Dresser-Rand Company Motive air conditioning system for gas turbines
EP3248823B1 (en) * 2016-05-24 2018-08-01 C.R.F. Società Consortile per Azioni Motor-vehicle powertrain unit with a system for cooling a clutch device
US10240482B2 (en) 2016-07-28 2019-03-26 General Electric Company Vent system for load coupling guard
US20180266325A1 (en) * 2017-03-20 2018-09-20 General Electric Company Extraction cooling system using evaporative media for stack cooling
US11073091B2 (en) * 2018-06-14 2021-07-27 General Electric Company Gas turbine engine with integrated air cycle machine
US11578621B2 (en) 2020-04-08 2023-02-14 General Electric Company System for cooling turbine shaft coupling
US12071895B2 (en) * 2021-04-13 2024-08-27 Ge Infrastructure Technology Llc Turbine load coupling cooling system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3216712A (en) * 1962-08-15 1965-11-09 United Aircraft Corp Air supply for a blast furnace
JP2000291446A (en) 1999-04-08 2000-10-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gas turbine device
US20020184862A1 (en) * 2001-03-29 2002-12-12 Katsuhiro Ohno High-performance filter for intake air for gas turbine, and filter unit using such filter for intake air for gas turbine

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2791091A (en) * 1950-05-15 1957-05-07 Gen Motors Corp Power plant cooling and thrust balancing systems
GB702931A (en) * 1951-04-18 1954-01-27 Bristol Aeroplane Co Ltd Improvements in or relating to rotary machines comprising fluid compressing means
US2940257A (en) * 1953-03-27 1960-06-14 Daimler Benz Ag Cooling arrangement for a combustion turbine
US3101890A (en) * 1961-05-29 1963-08-27 Westinghouse Electric Corp Fans having radial flow rotors in axial flow casings
US3397535A (en) * 1966-05-09 1968-08-20 Dechaux Charles Camille Emile Turbine propulsion-gas generator for aircraft and the like
US4057371A (en) * 1974-05-03 1977-11-08 Norwalk-Turbo Inc. Gas turbine driven high speed centrifugal compressor unit
US4438625A (en) * 1978-10-26 1984-03-27 Rice Ivan G Reheat gas turbine combined with steam turbine
US4571935A (en) * 1978-10-26 1986-02-25 Rice Ivan G Process for steam cooling a power turbine
GB2049054B (en) * 1979-05-04 1983-03-16 Ruston Gas Turbines Ltd Gas turbine engines
JPS56162211A (en) * 1980-05-21 1981-12-14 Hitachi Ltd Cooling device for coupling
US4550562A (en) * 1981-06-17 1985-11-05 Rice Ivan G Method of steam cooling a gas generator
DE3424141A1 (en) * 1984-06-30 1986-01-09 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau AIR STORAGE GAS TURBINE
US4581887A (en) * 1984-10-19 1986-04-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Pulsation valve
US5429552A (en) * 1988-11-07 1995-07-04 Ktr Kupplungstechnik Gmbh Axially and angularly yieldable torque transmitting coupling with air cooling system
US5535584A (en) * 1993-10-19 1996-07-16 California Energy Commission Performance enhanced gas turbine powerplants
US5490377A (en) * 1993-10-19 1996-02-13 California Energy Commission Performance enhanced gas turbine powerplants
TW390936B (en) * 1997-12-20 2000-05-21 Allied Signal Inc Microturbine power generating system
JP3977546B2 (en) * 1999-03-25 2007-09-19 株式会社東芝 Steam turbine power generation equipment
US6234746B1 (en) * 1999-08-04 2001-05-22 General Electric Co. Apparatus and methods for cooling rotary components in a turbine
RU2199020C2 (en) * 2000-08-03 2003-02-20 Уфимский государственный авиационный технический университет Method of operation and design of combination gas turbine plant of gas distributing system
US6474934B1 (en) * 2000-10-18 2002-11-05 Dresser-Rand Company Directed air flow coupling guard
JP3481596B2 (en) * 2001-02-14 2003-12-22 株式会社日立製作所 gas turbine
US6503334B2 (en) * 2001-03-14 2003-01-07 Hydrochem Industrial Services, Inc. Forced mist cleaning of combustion turbines
CA2382382A1 (en) * 2002-04-16 2003-10-16 Universite De Sherbrooke Continuous rotary motor powered by shockwave induced combustion
FR2839745B1 (en) * 2002-05-16 2005-05-20 Snecma Moteurs TURBOREACTOR WITH STATOR FAIRING IN THE CAVITY UNDER ROOM
ITMI20042485A1 (en) * 2004-12-23 2005-03-23 Nuovo Pignone Spa TURBOGENERATOR
US20070033945A1 (en) * 2005-08-10 2007-02-15 Goldmeer Jeffrey S Gas turbine system and method of operation
JP4773810B2 (en) * 2005-11-28 2011-09-14 三菱重工業株式会社 gas turbine
BRPI0820933B1 (en) * 2007-12-07 2020-09-24 Dresser-Rand Company SYSTEM FOR COMPRESSING A REFRIGERANT AND METHOD OF COMPRESSING A REFRIGERANT AND CONVERTING A GAS TO A LIQUEFIED GAS
JP4929217B2 (en) * 2008-03-28 2012-05-09 三菱重工業株式会社 Gas turbine, gas turbine intermediate shaft, and gas turbine compressor cooling method
US8821106B2 (en) * 2010-11-16 2014-09-02 General Electric Company Rotor coupling guard
ITCO20130052A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-26 Nuovo Pignone Srl JOINT COVER FOR TURBOMACCHINA
US9822662B2 (en) * 2013-11-08 2017-11-21 Siemens Energy, Inc. Cooling system with compressor bleed and ambient air for gas turbine engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3216712A (en) * 1962-08-15 1965-11-09 United Aircraft Corp Air supply for a blast furnace
JP2000291446A (en) 1999-04-08 2000-10-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gas turbine device
US20020184862A1 (en) * 2001-03-29 2002-12-12 Katsuhiro Ohno High-performance filter for intake air for gas turbine, and filter unit using such filter for intake air for gas turbine

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CA2797209A1 (en) 2013-06-02

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